Sluneční energie je zatím na úrovni domácností omezena na vytváření fotovoltaických panelů s relativně nízkým výkonem. Bez ohledu na konstrukci solárního fotoelektrického světelného převodníku je toto zařízení vybaveno modulem nazvaným regulátor solárního nabíjení.
Schéma instalace fotosyntézy slunečního světla zahrnuje dobíjecí baterii - skladování energie ze solárního panelu. Je to právě tento sekundární zdroj energie, který je obsluhován primárně regulátorem.
Dále pochopíme zařízení a principy fungování tohoto zařízení, stejně jako popis připojení.
Solární regulátory
Elektronický modul, nazývaný regulátor solárních baterií, je navržen tak, aby v průběhu nabíjení / vybíjení solární baterie vykonával řadu řídicích funkcí.
Vypadá to jako jeden z mnoha existujících modelů regulátorů nabíjení pro solární baterii. Tento modul je jedním z rozvojových projektů PWM.
Když sluneční světlo dopadá na povrch solárního panelu instalovaného například na střeše domu, fotobuňky přístroje přeměňují toto světlo na elektrický proud.
Výsledná energie by totiž mohla být přiváděna přímo do akumulátoru. Proces nabíjení / vybíjení akumulátoru má však své vlastní jemnosti (určité úrovně proudů a napětí). Pokud tyto drobnosti ignorujete, baterie na krátkou dobu provozu jednoduše selže.
Aby nedošlo k takovým smutným následkům, je navržen modul nazvaný regulátor solárního nabíjení.
Kromě sledování stavu baterie monitoruje modul také spotřebu energie. V závislosti na stupni vybití je regulátor nabíjení solárního akumulátoru regulován a nastavena úroveň proudu potřebná pro počáteční a následné nabíjení.
V závislosti na výkonu regulátoru nabíjení solárních baterií mohou mít konstrukce těchto zařízení velmi odlišné konfigurace
Zjednodušeně řečeno, modul poskytuje bezstarostnou „životnost“ pro baterii, která se periodicky hromadí a dodává energii spotřebitelským zařízením.
Praktické druhy
Na průmyslové úrovni byly zřízeny a vyráběny dva typy elektronických zařízení, jejichž provedení je vhodné pro instalaci do okruhu solárního systému:
- Zařízení řady PWM.
- Zařízení řady MPPT.
První typ regulátoru pro solární baterii lze nazvat "starcem". Tyto systémy byly vyvinuty a zprovozněny na počátku tvorby sluneční a větrné energie.
Princip činnosti regulátoru PWM je založen na algoritmech modulace šířky pulsu. Funkčnost těchto zařízení je poněkud horší než pokročilejší zařízení řady MPPT, ale obecně fungují také poměrně efektivně.
Jeden z nejpopulárnějších modelů v komunitě regulátoru nabíjení akumulátorů solární stanice, navzdory skutečnosti, že obvod zařízení je vyroben podle technologie PWM, která je považována za zastaralou.
Konstrukce, které využívají technologii sledování maximálního výkonu (sledování maximálního limitu výkonu), se vyznačují moderním přístupem k řešení návrhu obvodů, poskytují větší funkčnost.
Pokud však porovnáte oba typy regulátoru a zejména s zaujatostí vůči domácí sféře, zařízení MPPT se nedívají do tohoto duhového světla, ve kterém jsou tradičně inzerovány.
Typ regulátoru MPPT:
- má vyšší náklady;
- má komplexní algoritmus ladění;
- dává zisk pouze na panelech velké plochy.
Tento typ zařízení je vhodnější pro globální solární systémy.
Regulátor určený pro provoz v rámci návrhu solární elektrárny. Je to zástupce třídy MPPT zařízení - pokročilejší a efektivnější.
Je výhodnější kupovat a používat PWM regulátor (PWM) se stejným efektem, aby vyhovoval potřebám průměrného uživatele z domácího prostředí, které má obvykle malý panel.
Blokové diagramy regulátoru
Schematické diagramy řadičů PWM a MPPT pro zvážení jejich úzkoprsým pohledem jsou momentem příliš komplikované, spolu s jemným porozuměním elektroniky. Proto je logické uvažovat pouze strukturní diagramy. Tento přístup je pochopitelný pro širokou škálu lidí.
Možnost # 1 - zařízení PWM
Napětí ze solárního panelu podél dvou vodičů (kladných a záporných) přichází do stabilizačního prvku a odporového separačního obvodu. Díky tomuto kusu obvodu jsou potenciály vstupního napětí vyrovnány a do jisté míry organizují ochranu vstupu regulátoru proti překročení limitu vstupního napětí.
Zde je třeba zdůraznit, že každý jednotlivý model zařízení má specifickou hranici pro vstupní napětí (uvedené v dokumentaci).
Takže zhruba vypadá blokové schéma zařízení vyrobených na základě technologie PWM. Pro provoz jako součást malých domácích stanic, takovýto obvodový přístup poskytuje dostatečnou účinnost.
Napětí a proud jsou dále omezeny na požadovanou hodnotu výkonovými tranzistory. Tyto komponenty obvodu jsou zase řízeny čipem regulátoru přes čip ovladače. Výsledkem je, že výstup dvojice výkonových tranzistorů je nastaven na normální hodnotu napětí a proudu pro baterii.
Také v obvodu je teplotní čidlo a ovladač, který řídí výkonový tranzistor, který reguluje výkon zátěže (ochrana proti hlubokému vybití baterie). Teplotní čidlo monitoruje stav vytápění důležitých prvků regulátoru PWM.
Obvykle je teplota uvnitř skříně nebo na chladičích výkonových tranzistorů. Pokud teplota překročí limity nastavené v nastavení, přístroj vypne všechna aktivní vedení.
Možnost č. 2 - zařízení MPPT
Složitost schématu v tomto případě vzhledem k jeho přidávání k řadě prvků, které budují potřebný kontrolní algoritmus opatrněji, na základě pracovních podmínek.
Úrovně napětí a proudu jsou sledovány a porovnávány komparátory a z výsledků porovnání je stanoven maximální výstupní výkon.
Schematický diagram ve strukturním tvaru pro regulátory náboje založené na technologiích MPPT. Zde je uveden komplexnější algoritmus pro monitorování a řízení periferních zařízení.
Hlavní rozdíl tohoto typu regulátorů od PWM zařízení spočívá v tom, že jsou schopny nastavit solární modul na maximální výkon bez ohledu na povětrnostní podmínky.
Schéma těchto zařízení je realizováno několika řídicími metodami:
- poruchy a pozorování;
- zvýšení vodivosti;
- aktuální skenování;
- konstantní napětí.
A v posledním segmentu obecné akce se pro porovnání všech těchto metod používá jiný algoritmus.
Způsoby připojení regulátorů
S ohledem na problematiku připojení byste měli ihned poznamenat: pro instalaci každého jednotlivého zařízení je charakteristickým rysem práce se specifickou řadou solárních panelů.
Pokud je například použit regulátor, který je navržen pro maximální vstupní napětí 100 voltů, musí řada solárních panelů vydávat napětí nepřesahující tuto hodnotu.
Každá solární elektrárna pracuje podle pravidla vyvážení výkonu a vstupního napětí prvního stupně. Horní mez napětí regulátoru by měla odpovídat horní hranici napětí panelu.
Před připojením zařízení je nutné určit místo jeho fyzické instalace. Místo instalace by mělo být v souladu s pravidly v suchých, dobře větraných prostorách. Přítomnost hořlavých materiálů v blízkosti přístroje je vyloučena.
Přítomnost zdrojů vibrací, tepla a vlhkosti v bezprostřední blízkosti zařízení je nepřijatelná. Místo instalace musí být chráněno před srážkami a přímým slunečním zářením.
Technologie připojení PWM
Téměř všichni výrobci regulátorů PWM musí dodržovat přesný sled připojovacích zařízení.
Technika připojení regulátorů PWM s periferními zařízeními není nijak zvlášť obtížná. Každá deska je opatřena označenými svorkami. Zde stačí sledovat sled akcí.
Je nutné připojit periferní zařízení v plném souladu s označením kontaktních svorek:
- Připojte vodiče baterie ke svorkám baterie přístroje v souladu s uvedenou polaritou.
- Přímo v místě kontaktu kladného vodiče zapněte bezpečnostní pojistku.
- Na kontakty regulátoru, určeného pro solární panel, upevněte vodiče vycházející ze solárních panelů. Dodržujte polaritu.
- Připojte ke svorkám zátěže přístroje kontrolku příslušného napětí (obvykle 12 / 24V).
Zadaná posloupnost by neměla být porušena. Například připojení solárních panelů na prvním místě, když není baterie připojena, je přísně zakázáno. Takovými činnostmi uživatel riskuje, že zařízení „vypálí“. Tento materiál podrobněji popisuje montážní schéma solárních baterií s baterií.
Také pro regulátory řady PWM není dovoleno připojovat měnič napětí k svorkám zátěže regulátoru. Měnič by měl být připojen přímo ke svorkám baterie.
MPPT Postup připojení
Obecné požadavky na fyzickou instalaci pro tento typ zařízení se neliší od předchozích systémů. Technologická instalace je však často poněkud odlišná, protože regulátory MPPT jsou často považovány za výkonnější zařízení.
Pro regulátory konstruované pro vysoké výkony se doporučuje použít velké průřezové kabely s kovovými koncovkami na přípojkách silových obvodů
Například u systémů s vysokým výkonem jsou tyto požadavky doplněny skutečností, že výrobci doporučují, aby kabel pro elektrické vedení byl navržen pro proudovou hustotu nejméně 4 A / mm 2 . To je například u regulátoru s proudem 60 A, potřebujete kabel pro připojení k akumulátoru s průřezem nejméně 20 mm 2 .
Propojovací kabely musí být opatřeny měděnými oky, pevně sevřenými speciálními nástroji. Záporné svorky solárního panelu a baterie musí být vybaveny adaptéry s pojistkami a spínači.
Tento přístup eliminuje ztráty energie a zajišťuje bezpečný provoz zařízení.
Blokové schéma zapojení výkonného MPPT regulátoru: 1 - solární panel; 2 - MPPT regulátor; 3 - svorkovnice; 4, 5 - pojistky; 6 - vypínač regulátoru; 7, 8 - zemní pneumatika
Před připojením solárních panelů k zařízení se ujistěte, že napětí na svorkách odpovídá napětí, které je přijatelné pro vstup regulátoru, nebo je menší.
Připojení periferních zařízení k zařízení MTTP:
- Přepněte panel a přepínač baterie do polohy "vypnuto".
- Vyjměte pojistky na panelu a baterii.
- Připojte kabel akumulátoru ke svorkám regulátoru baterie.
- Vodiče solárního panelu připojte ke svorkám regulátoru označených příslušným označením.
- Zemnicí kabel připojte kabelem k uzemňovací sběrnici.
- Namontujte teplotní čidlo na regulátor podle návodu.
Po těchto úkonech je nutné vyměnit dříve vyjmutou pojistku akumulátoru a otočit spínač do polohy "zapnuto". Na obrazovce regulátoru se objeví signál detekce baterie.
Poté, po krátké pauze (1-2 minuty), umístěte dříve odstraněnou pojistku solárního panelu a otočte spínač panelu do polohy zapnuto.
Na obrazovce přístroje se zobrazí hodnota napětí solárního panelu. Tento okamžik svědčí o úspěšném uvedení solární elektrárny do provozu.
Závěry a užitečné video na toto téma
Průmysl vyrábí vícevrstvá zařízení z hlediska řešení obvodů. Proto není možné bez výjimky podávat jednoznačná doporučení týkající se připojení všech instalací.
Hlavní princip pro všechny typy zařízení však zůstává stejný: připojení fotovoltaického panelu je nepřijatelné bez připojení akumulátoru ke sběrnici regulátoru. Podobné požadavky jsou kladeny na začlenění do obvodu měniče napětí. Mělo by být považováno za samostatný modul, který je připojen k baterii přímým kontaktem.
Pokud máte potřebné zkušenosti nebo znalosti, podělte se o ně s našimi čtenáři. Nechte své komentáře v rámečku níže. Zde můžete položit otázku na téma článku.